JP2018010484A - Electronic circuit, RFID system, and data acquisition method of RFID system - Google Patents
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Abstract
Description
本願開示は、電子回路、RFIDシステム、及びRFIDシステムのデータ取得方法に関する。 The present disclosure relates to an electronic circuit, an RFID system, and a data acquisition method of the RFID system.
RFID(Radio Frequency Identification)を利用したIC(Integrated Circuit)のうち、無線で電力を供給されるタイプのものとして、パッシブ型のRFIDタグや非接触ICカードなどがある。これらのパッシブ型のRFID回路は、リーダライタから供給される無線周波数の電磁波から電力を得て動作するため、電池等の電源を必要としない。電磁波から得られる電力はリーダライタとの距離によって異なり、距離が短いほど多くの電力が得られる。距離が短く電力が大きい場合には、RFID回路から外部機器へ電力を供給することが可能である。これにより、センサやマイコン等の外部機器をRFIDタグに接続し、RFIDタグからの電力により外部機器を動作させる使用形態が実現できる。 Among ICs (Integrated Circuits) using RFID (Radio Frequency Identification), there are passive RFID tags, contactless IC cards, and the like that are wirelessly supplied with power. Since these passive RFID circuits operate by obtaining power from radio frequency electromagnetic waves supplied from a reader / writer, they do not require a power source such as a battery. The electric power obtained from the electromagnetic wave varies depending on the distance to the reader / writer, and the shorter the distance, the more electric power can be obtained. When the distance is short and the power is large, power can be supplied from the RFID circuit to the external device. Thereby, an external device such as a sensor or a microcomputer can be connected to the RFID tag, and a usage mode in which the external device is operated by power from the RFID tag can be realized.
RFIDタグに例えば温度センサを接続することにより、RFIDタグが装着された対象物の温度を温度センサにより計測し、リーダライタから温度を読み取ることができる。また情報機器や家電機器等の機器に設けられた制御用のマイコンにRFIDタグを接続することにより、機器が梱包された状態のままで、出荷時等に機器を有効化するコードをRFIDタグのメモリに書込むことができる。購入後の機器の電源投入時にマイコンがRFIDタグのメモリを読み込むことにより、有効化コードが書込まれている場合にのみ、正常に機器を動作させてよい。 By connecting, for example, a temperature sensor to the RFID tag, the temperature of the object to which the RFID tag is attached can be measured by the temperature sensor, and the temperature can be read from the reader / writer. In addition, by connecting the RFID tag to a control microcomputer provided in a device such as an information device or a home appliance, a code for enabling the device at the time of shipment or the like is provided on the RFID tag while the device is packed. Can be written to memory. The device may be normally operated only when the activation code is written by reading the memory of the RFID tag by the microcomputer when the device is turned on after the purchase.
リーダライタからRFIDタグへの通信は、リーダライタから送信する無線周波数搬送波(RFキャリア)を変調することにより行われる。RFIDタグからリーダライタへの通信は、バックスキャッタ変調により行われる。バックスキャッタ変調とは、RFIDタグによりRFIDタグのアンテナの反射係数を通信データに応じて2つの状態の間で変化させることである。これによりリーダライタが送信する無線周波数搬送波を反射させて、RFIDタグからリーダライタにデータを送信する。またRFIDタグにおいては、リーダライタから供給される無線周波数搬送波をアンテナで受信して得られる交流電力を、整流回路により整流して直流電力を生成する。 Communication from the reader / writer to the RFID tag is performed by modulating a radio frequency carrier wave (RF carrier) transmitted from the reader / writer. Communication from the RFID tag to the reader / writer is performed by backscatter modulation. Backscatter modulation is to change the reflection coefficient of an RFID tag antenna between two states in accordance with communication data. As a result, the radio frequency carrier wave transmitted by the reader / writer is reflected, and data is transmitted from the RFID tag to the reader / writer. In the RFID tag, AC power obtained by receiving a radio frequency carrier wave supplied from a reader / writer with an antenna is rectified by a rectifier circuit to generate DC power.
RFIDタグに接続された外部機器が収集する情報や外部機器が保持している情報等を、リーダライタがRFIDタグを介して読み出すためには、リーダライタから何らかのデータ読み出しコマンドをRFIDタグに送信することが考えられる。国際規格のEPCglobal Gen2 Ver.2.0仕様(以下EPC仕様)では、Read系のコマンドはRFIDタグがコマンド受信後からT1時間後に応答を開始することが規定されている。T1時間は比較的短く、送受信レートに応じて数十〜数百マイクロ秒である。T1時間での応答は、EPC仕様において、"Immediate Tag reply"と呼ばれる。 In order for the reader / writer to read information collected by the external device connected to the RFID tag or information held by the external device via the RFID tag, the reader / writer sends a data read command to the RFID tag. It is possible. The international standard EPCglobal Gen2 Ver. 2.0 specification (hereinafter referred to as EPC specification) stipulates that a Read command starts a response T1 time after the RFID tag receives the command. The T1 time is relatively short and is several tens to several hundreds of microseconds depending on the transmission / reception rate. The response at the time T1 is called “Immediate Tag reply” in the EPC specification.
Read系のコマンドに応答してRFIDタグが外部機器を動作させ、外部機器によるデータ収集等の必要に応じた動作の後に外部機器から得たデータをリーダライタに返信する場合、外部機器の動作にある程度の時間がかかる。そのため、RFIDタグがRead系のコマンドを受信してから上記のT1時間後に、RFIDタグからリーダライタへデータを返信することが通常はできない。 When an RFID tag operates an external device in response to a Read-type command and data obtained from the external device is returned to the reader / writer after an operation as required, such as data collection by the external device, the operation of the external device It takes some time. For this reason, it is usually impossible to return data from the RFID tag to the reader / writer after the T1 time after the RFID tag receives the Read command.
この問題を避けるためには、例えば、RFIDタグがT1時間後からダミーデータ(全てゼロ等のデータ)を連続的に返信し続け、外部機器からデータを受領した時点で、ダミーデータから正規のデータに切り替えて正規のデータを返信してもよい。しかしながら、RFIDタグは、動作時にリーダライタから供給される無線周波数搬送波を受信して動作用の電力を生成しており、無変調の連続波(Continuous Wave:CW)を受信している期間において受け取れる電力が最も大きい。一方、上記のようにダミーデータを返信している期間においては、データ返信のために無線周波数搬送波がバックスキャッタにより半分近くの期間で反射されるため、RFIDタグが動作用の電力として受け取れる電力が半分近くに減少してしまう。そのため、外部機器の消費する電力が増加した場合に、RFIDタグの電源電圧が低下し、リセットが発生してしまうという問題がある。 In order to avoid this problem, for example, when the RFID tag continuously returns dummy data (data such as all zeros) after the time T1, and when data is received from the external device, normal data is obtained from the dummy data. The regular data may be returned by switching to. However, the RFID tag receives a radio frequency carrier wave supplied from a reader / writer during operation to generate power for operation, and can be received during a period in which an unmodulated continuous wave (CW) is received. The power is the largest. On the other hand, in the period during which dummy data is returned as described above, the radio frequency carrier wave is reflected by the backscatter in a period of nearly half for data return, so that the power that can be received by the RFID tag as operating power is reduced. It will decrease to nearly half. Therefore, when the power consumed by the external device is increased, there is a problem that the power supply voltage of the RFID tag is lowered and a reset occurs.
リセットが発生すると、リーダライタとRFIDタグとの通信が中断され、リーダライタがRFIDタグを認識するインベントリ・シーケンスからやり直すことが必要になり、通信再開まで時間がかかる。またリセットが頻発する場合は、その通信距離では正常に動作できない状況であるので、通信距離を短くすることが必要になってしまう。 When the reset occurs, communication between the reader / writer and the RFID tag is interrupted, and it becomes necessary for the reader / writer to start again from the inventory sequence for recognizing the RFID tag, and it takes time to resume communication. In addition, when the reset frequently occurs, the communication distance cannot be normally operated. Therefore, it is necessary to shorten the communication distance.
以上を鑑みると、安定的に外部機器を動作させ外部機器のデータをリーダライタに返信可能なRFID用の電子回路が望まれる。 In view of the above, an RFID electronic circuit capable of stably operating an external device and returning data of the external device to a reader / writer is desired.
電子回路は、アンテナを介して受信した電磁波から電源電力を生成する電源生成部と、前記電源電力を外部機器に供給する電力外部供給部と、前記アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、前記信号送受信部で受信した第1のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して前記外部機器を前記電源電力で動作させ、前記外部機器からデータを受け取り前記外部機器の動作が終了すると前記第1のコマンドに対する第1の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記第1のコマンドの後に受信した第2のコマンドに応答して前記データを含む第2の返信を前記信号送受信部に送信させる処理部とを含み、前記第1のコマンドは、前記第1のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。 The electronic circuit includes a power generation unit that generates power from electromagnetic waves received via the antenna, a power external supply unit that supplies the power to external devices, and a signal transmission / reception unit that transmits and receives signals via the antenna. When an external device operation is selected according to the parameter of the first command received by the signal transmission / reception unit, the external device is operated with the power supply power, data is received from the external device, and the operation of the external device is completed. A first response to the first command is transmitted to the signal transmission / reception unit, and a second response including the data is transmitted to the signal transmission / reception unit in response to a second command received after the first command. A first processing unit that transmits the first command within a maximum allowable time after receiving the first command. It is a command that can be selected.
少なくとも1つの実施例によれば、安定的に外部機器を動作させ外部機器のデータをリーダライタに返信可能なRFID用の電子回路を提供できる。 According to at least one embodiment, an RFID electronic circuit capable of stably operating an external device and returning data of the external device to a reader / writer can be provided.
以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。なお以下の図面において、同一又は対応する構成要素は同一又は対応する番号で参照し、その説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same or corresponding components are referred to by the same or corresponding numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、RFIDシステムの構成の一例を示す図である。図1に示すRFIDシステムは、RFIDタグIC10、外部機器11、アンテナ12、及びリーダライタ13を含む。外部機器11はRFIDタグIC10に信号線17及び電源線18を介して接続される。信号線17を介してデータ信号や制御信号が伝送され、電源線18を介してRFIDタグIC10が生成した電源電圧が外部機器11に供給される。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an RFID system. The RFID system shown in FIG. 1 includes an
リーダライタ13からRFIDタグIC10への通信は、リーダライタから送信する無線周波数搬送波15を変調することにより行われる。RFIDタグIC10からリーダライタ13への通信は、バックスキャッタ変調によりアンテナ12により反射された反射波16により行われる。バックスキャッタ変調においては、RFIDタグIC10が、アンテナ12の反射係数を通信データに応じて2つの状態の間で変化させる。RFIDタグIC10は、無線周波数搬送波15をアンテナ12で受信して得られる交流電力を、清秋回路により整流して直流電力を生成する。当該直流電力によりRFIDタグIC10が駆動すると共に、当該直流電力の一部がRFIDタグIC10から外部機器11に供給され、供給された電力により外部機器11が駆動される。
Communication from the reader /
外部機器11は特に限定されないが、例えば何らかの物理量を測定して当該物理量を示すデータを収集するセンサであってよい。センサが収集するデータは例えば温度等であってよい。外部機器11は、何らかの値を収集、計算、保持等をするマイクロコンピュータ等であってもよい。 The external device 11 is not particularly limited, and may be a sensor that measures some physical quantity and collects data indicating the physical quantity, for example. Data collected by the sensor may be, for example, temperature. The external device 11 may be a microcomputer that collects, calculates, and holds some value.
リーダライタ13がRFIDタグIC10を介して外部機器11からのデータを取得する場合、リーダライタ13は第1のコマンドとそれに後続する第2のコマンドとを送信する。ここで第1のコマンドは、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定可能であり、且つ、第1のコマンド受信後から最大許容時間内において第1のコマンドに応答する第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。前述のEPC仕様においては、Delayed Tag replyとして規定される返信方式を採用するコマンドが、第1のコマンドに相当する。EPC仕様において上記条件に合致するコマンドの例としては、Write、Lock、BlockWrite、BlockErase、BlockPermalock等がある。なおこれらのコマンドで指定できるEPC仕様のパラメータに、外部機器アクセスを指定する数値(コード)の定義がある訳ではないが、予め図1のRFIDシステムにおいて、外部機器アクセスを指定することを意味する数値を決めておけばよい。そのような予め決めておく数値としては、EPC仕様において既存の定義済みの数値以外の数値や、実装されていないメモリアドレスを表す数値などを用いればよい。
When the reader /
EPC仕様では、Delayed Tag replyを採用するコマンドに対して、タグは最大許容時間内に応答を返せばよく、最大許容時間としては20msと比較的長い時間が規定されている。リーダライタは、タグからの応答を最大許容時間の終了まで待ち、応答を待っている期間においては無線周波数の連続波CWを送信する。 In the EPC specification, in response to a command that employs Delayed Tag reply, the tag may return a response within the maximum allowable time, and the maximum allowable time is defined as a relatively long time of 20 ms. The reader / writer waits for a response from the tag until the end of the maximum allowable time, and transmits a radio frequency continuous wave CW during a period of waiting for the response.
図1のRFIDシステムにおいて、リーダライタ13は、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定した第1のコマンドを送信する。RFIDタグIC10は、第1のコマンドに応じてリーダライタ13からの受信電力により外部機器11を動作させ、外部機器11からデータを取得して外部機器11の動作が終了すると、第1のコマンドに対する第1の返信を送信する。リーダライタ13は、第1の返信に応答して第2のコマンドを送信する。この第2のコマンドは、RFIDタグIC10からデータを読み出すコマンドであってよく、例えばEPC仕様に規定されるReadであってよい。RFIDタグIC10は、第2のコマンドに応答して、前記取得したデータを送信する。
In the RFID system of FIG. 1, the reader /
図2は、RFIDタグIC10の構成の一例を示す図である。図2において、各ボックスで示される各回路又は機能ブロックと他の回路又は機能ブロックとの境界は、基本的には機能的な境界を示すものであり、物理的な位置の分離、電気的な信号の分離、制御論理的な分離等に対応するとは限らない。各回路又は機能ブロックは、他のブロックと物理的にある程度分離された1つのハードウェアモジュールであってもよいし、或いは他のブロックと物理的に一体となったハードウェアモジュール中の1つの機能を示したものであってもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図2に示すRFIDタグIC10は、電源生成部21、電力外部供給部22、信号送受信部23、信号処理部24、外部I/F処理部25、及び不揮発メモリ部26を含む。電源生成部21と信号送受信部23とがアンテナ12に接続される。
The
電源生成部21は、アンテナ12を介して受信した電磁波から直流の電源電力を生成する。電源生成部21が生成した電源電力は、RFIDタグIC10の各部に供給される。電力外部供給部22は、必要に応じて電源電力を外部機器11に供給する。電力外部供給部22、信号送受信部23、信号処理部24、外部I/F処理部25、及び不揮発メモリ部26は、電源生成部21から供給された電源電力(直流電力)で駆動する。
The
信号送受信部23は、アンテナ12を介して信号を送受信する。具体的には信号送受信部23は、アンテナ12が受信した変調された搬送波を復調し、復調後の信号を信号処理部24に供給する。信号送受信部23は更に、信号処理部24から受け取った送信信号により無線周波数搬送波をバックスキャッタし、リーダライタに返信する。
The signal transmission /
信号処理部24は、リーダライタ13から信号送受信部23を介して受信したコマンドを解釈し、コマンドの内容に応じた処理を実行する。外部I/F処理部25は、適切な通信規格をサポートし、信号処理部24の制御の下で外部機器11と通信する。不揮発メモリ部26は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)やFRAM(登録商標)(Ferroelectric Random Access Memory)等で構成され、データを不揮発的に記憶する。
The
信号処理部24は、信号送受信部23で受信した第1のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択すると、外部機器11を電源生成部21の電源電力で動作させる。具体的には信号処理部24は、電力外部供給部22に指示して電源電力を外部に出力させると共に、外部I/F処理部25を介して外部機器11にデータ取得等を指示するコマンドを送信する。外部機器11(図1参照)は指示された動作を実行し、動作により得られたデータをRFIDタグIC10に送信する。
When the
信号処理部24は、外部機器11からデータを受け取り外部機器11の動作が終了すると、前述の第1のコマンドに対する第1の返信を信号送受信部23に送信させる。信号処理部24は、前述の第1のコマンドの後に受信した第2のコマンドに応答して、外部機器11から取得したデータを含む第2の返信を信号送受信部23に送信させる。信号処理部24は、外部機器11から受け取ったデータを不揮発メモリ部26に一旦格納しておき、上記の第2のコマンドを受信した時点で不揮発メモリ部26からデータを読み出し、読み出したデータを第2の返信に含めてよい。
When the
図3は、RFIDシステムにおける外部機器からのデータ取得動作の一例を示す図である。以下に、図3を参照しながら、図1のRFIDシステムによる外部機器からのデータ取得動作の一例について説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of data acquisition operation from an external device in the RFID system. Hereinafter, an example of data acquisition operation from an external device by the RFID system of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
まずタイミングt1において、リーダライタ13が、図3(a)に示されるようにBlockEraseコマンド31を送信する。BlockEraseコマンド31は、前述の第1のコマンドの一例であり、他のコマンドであってもよい。EPC仕様では、BlockEraseコマンドのコマンド長(ビット数)が最も少ない。従って、BlockEraseコマンドを用いることで、コマンド送信からデータ取得までの時間を最も短くすることができる。第1のコマンドはメモリに対する書き込み又は消去系のコマンドであってよい。前述のように、BlockEraseコマンド31から最大許容時間(例えば20ms)内において、BlockEraseコマンド31に応答する第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できる。
First, at timing t1, the reader /
BlockEraseコマンド31は、コマンドを特定するコード、RFIDタグIC10のID(識別子)、消去対象アドレスを指定するパラメータ等を含んでよい。リーダライタ13とRFIDタグIC10との間で、外部機器動作を指定するコードとして、特定のアドレス値を予め取り決めておく。リーダライタ13が、BlockEraseコマンド31の消去対象アドレスを当該特定のアドレス値に設定することで、リーダライタ13が外部機器動作を要求していることを、RFIDタグIC10に通知することができる。
The BlockErase command 31 may include a code that specifies the command, an ID (identifier) of the
外部機器動作を要求するBlockEraseコマンド31に応答して、RFIDタグIC10が、外部機器動作33として図3(c)に示されるように外部機器11を動作させる。BlockEraseコマンド31の終了タイミングt2の後、リーダライタ13は無線周波数連続波CWを送信しており、RFIDタグIC10はこの無線周波数連続波CWから抽出した電源電力で動作する。またRFIDタグIC10は、外部機器11にこの電源電力の一部を供給し、外部機器11を駆動する。RFIDタグIC10が受信する受信電力は図3(d)に示されている。
In response to the BlockErase command 31 requesting the external device operation, the
例えば温度センサによる温度測定等の外部機器動作33により、外部機器11が例えば温度データ等のデータ34を取得する。データ34が外部機器11からRFIDタグIC10に供給されると、RFIDタグIC10はデータ34を不揮発メモリ部26に格納する。RFIDタグIC10は更に、外部機器動作33の終了後に、タイミングt3において第1の返信35を送信する。第1の返信35は、BlockEraseコマンド31に応じた処理が成功裡に終了したことを示す返信である。EPC仕様においては、第1の返信35は、Delayed Tag replyに規定される返信であり、コマンドが成功裡に終了したときに送信する返信である。第1の返信35は、ヘッダ、RFIDタグIC10のID、及びCRC(Cyclic Redundancy Check)を含むが、処理の成功を示すだけの返信であるため、データ34をこの第1の返信35に含めることはできない。
For example, the external device 11 acquires
なお第1の返信35が返信されるタイミングt3からの暫くの期間、無線周波数連続波CWをバックスキャッタするため、図3(d)に示されるようにRFIDタグIC10が受信する電力は低減する。この時点では既に外部機器動作33は終了しているために、受信電力が低減しても問題はない。
Since the radio frequency continuous wave CW is backscattered for a while from the timing t3 when the
リーダライタ13は、第1の返信35に応答して、タイミングt4においてReadコマンド32を送信する。Readコマンド32は、前述の第2のコマンドの一例である。EPC仕様では、Readコマンドは、送受信レートに応じた数十〜数百マイクロ秒の長さの時間T1後の返信を要求する。Readコマンド32は、コマンドを特定するコード、RFIDタグIC10のID、読み出しアドレス等を含んでよい。このReadコマンド32の読み出しアドレスには、外部機器11からのデータを読み出すために予め割り当てられたアドレス値を指定する。RFIDタグIC10は、Readコマンド32の指定する読み出しアドレスの値に基づいて、外部機器11から取得したデータ34を返信する動作が指示されていると判断できる。
In response to the
RFIDタグIC10は、Readコマンド32に応答して、タイミングt5において第2の返信36を送信する。第2の返信36は返信データ37を含む。返信データ37は、RFIDタグIC10が不揮発メモリ部26からデータ34を読み出し、読み出したデータを第2の返信36に含めたものである。返信データ37はデータ34と等しくてよい。第2の返信36は、ヘッダ、返信データ、RFIDタグIC10のID、及びCRCを含んでよい。
In response to the
以上のようにして、RFIDタグIC10は、第1のコマンドに応答してセンサ等の外部機器11の動作を開始し、外部機器11の動作の終了後に第1の返信を返す。外部機器11の動作中にRFIDタグIC10が返信動作をすることはないため、RFIDタグIC10はリーダライタ13から最大限の電力を受信している状態で外部機器11を駆動することができる。従って、RFIDタグIC10とリーダライタ13との間の通信距離がそれほど短くなくとも、RFIDタグIC10の電源電圧が低下してリセットが生じることなく、安定した外部機器からのデータ収集動作を実現することができる。
As described above, the
また安定した外部機器からのデータ収集動作を実現するにあたっては、規格で定められる既存のコマンドをそのまま用い、既存のコマンド及び返信に関する規定にしたがってデータ収集動作を実装している。即ち、RFIDタグIC10及びリーダライタ13においてデータ収集動作の手順を実装する際に、コマンド及び返信レベルにおいて規格から外れるような変更を加える必要が無く、容易にデータ収集動作を実装することができる。
In order to realize a stable data collection operation from an external device, the existing command defined in the standard is used as it is, and the data collection operation is implemented in accordance with the existing command and reply rules. That is, when the data collection operation procedure is implemented in the
図4は、外部機器からデータ取得する際にリーダライタ13が実行する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、リーダライタ13内のプロセッサ等の制御回路による制御下において、リーダライタ13に内蔵される種々の電子回路が動作することにより実行されてよい。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of operations performed by the reader /
なお図4及び以降の図において、フローチャートに記載された各ステップの実行順序は一例にすぎず、本願の意図する技術範囲が、記載された実行順番に限定されるものではない。例えば、Aステップの次にBステップが実行されるように本願に説明されていたとしても、Aステップの次にBステップを実行することが可能なだけでなく、Bステップの次にAステップを実行することが、物理的且つ論理的に可能である場合がある。この場合、どちらの順番でステップを実行しても、当該フローチャートの処理に影響する全ての結果が同一であるならば、本願に開示の技術の目的のためには、Bステップの次にAステップが実行されてもよいことは自明である。Aステップの次にBステップが実行されるように本願に説明されていたとしても、上記のような自明な場合を本願の意図する技術範囲から除外することを意図するものではなく、そのような自明な場合は、当然に本願の意図する技術範囲内に属する。 4 and the subsequent drawings, the execution order of each step described in the flowchart is merely an example, and the technical scope intended by the present application is not limited to the described execution order. For example, even if it is described in the present application that the B step is executed after the A step, it is not only possible to execute the B step after the A step, but also the A step after the B step. It may be physically and logically possible to perform. In this case, if all the results affecting the processing of the flowchart are the same regardless of the order in which the steps are executed, for the purpose of the technique disclosed in the present application, the A step is followed by the B step. It is obvious that may be executed. Even if it is described in the present application that the B step is executed after the A step, it is not intended to exclude the obvious case as described above from the technical scope intended by the present application. The obvious case naturally falls within the technical scope intended by the present application.
ステップS1において、リーダライタ13はBlockEraseコマンドを送信する。ステップS2において、リーダライタ13は返信期限が過ぎたか否かを判断する。即ち、リーダライタ13は、BlockEraseコマンドを送信してからの経過時間が最大許容時間(例えば20ms)を超過しているか否かを判断する。経過時間が期限内である場合、処理はステップS3に進む。
In step S1, the reader /
ステップS3において、リーダライタ13は、RFIDタグIC10から返信を受信したか否かを判断する。返信を受信していない場合、処理はステップS2に戻る。返信を受信すると、処理はステップS4に進む。
In step S <b> 3, the reader /
ステップS4において、リーダライタ13は、ステップS1でRFIDタグIC10宛に送信したBlockEraseコマンドが外部機器からのデータ収集のためのコマンドであったか否かを判断する。外部機器向けのコマンドでなかった場合、処理を終了する。外部機器向けのコマンドであった場合、処理はステップS5に進む。
In step S4, the reader /
ステップS5において、リーダライタ13は、外部機器から取得したデータの読み出しを指定するReadコマンドを送信する。その後ステップS6において、リーダライタ13は、Readコマンドに対する返信として、RFIDタグIC10から外部機器のデータを受信する。
In step S5, the reader /
なおステップS2において経過時間が返信期限を過ぎていると判断された場合、処理はステップS7に進む。ステップS7において、リーダライタ13は適宜エラー処理を実行する。このエラー処理は、例えばBlockEraseコマンドの対象であるRFIDタグIC10が通信範囲内に未だ存在するか否かを判断する処理、その判断結果に応じたその後の処理等を含んでよい。
If it is determined in step S2 that the elapsed time has passed the reply deadline, the process proceeds to step S7. In step S7, the reader /
図5は、外部機器からデータ取得する際にRFIDタグIC10が実行する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、RFIDタグIC10の信号処理部24による制御下において、RFIDタグIC10の各部が動作することにより実行されてよい。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation performed by the
ステップS11において、RFIDタグIC10はBlockEraseコマンドを受信する。ステップS12において、RFIDタグIC10はBlockEraseコマンドに含まれる書き込みアドレス(消去対象アドレス)の指示する対象が外部機器であるのか、或いはタグ内部の不揮発メモリであるのかを判断する。コマンドが不揮発メモリ向けである場合、処理はステップS13に進む。
In step S11, the
ステップS13において、RFIDタグIC10は、BlockEraseコマンドにより指定された不揮発メモリ部への書き込み動作(ブロック消去動作)を実行する。ステップS14において、RFIDタグIC10は、書き込み処理(ブロック消去処理)終了後、終了サインを返信する。即ち、RFIDタグIC10は、処理が成功裡に完了したことを示す第1の返信を送信する。
In step S13, the
ステップS12においてコマンドが外部機器向けであると判断された場合、処理はステップS15に進む。ステップS15において、RFIDタグIC10は、電力外部供給を開始する。即ち、電源生成部21の生成した電力が、電力外部供給部22を介して外部に供給される(図2参照)。
If it is determined in step S12 that the command is for an external device, the process proceeds to step S15. In step S15, the
ステップS16において、RFIDタグIC10は、外部機器11からデータを取得する。RFIDタグIC10は、取得したデータを内部の不揮発メモリ部26に格納してよい。ステップS17において、RFIDタグIC10は、電力外部供給を終了する。即ち、RFIDタグIC10は、ステップS16でのデータ取得に応答して、電力外部供給部22からの外部への電力供給を終了させる。ステップS18において、RFIDタグIC10は、終了サインを返信する。即ち、RFIDタグIC10は、テータを問題なく取得し外部機器11の動作が終了すると、処理が成功裡に完了したことを示す第1の返信を送信する。
In step S <b> 16, the
ステップS19において、RFIDタグIC10は、Readコマンドを受信する。ステップS20において、RFIDタグIC10は、Readコマンドに応答して、ステップS16で取得したデータを返信する。即ち、RFIDタグIC10は、Readコマンドに応答して、取得データを含む第2の返信を送信する。
In step S19, the
図6は、RFIDシステムにおける外部機器からのデータ取得動作の変形例を示す図である。以下に、図6を参照しながら、図1のRFIDシステムによる外部機器からのデータ取得動作の変形例について説明する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of data acquisition operation from an external device in the RFID system. Hereinafter, a modified example of the data acquisition operation from the external device by the RFID system of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
まずタイミングt1において、リーダライタ13が、図6(a)に示されるようにBlockEraseコマンド41−1を送信する。このBlockEraseコマンド41−1は、図3で説明したBlockEraseコマンド31と同様である。
First, at timing t1, the reader /
外部機器動作を要求するBlockEraseコマンド41−1に応答して、RFIDタグIC10が、外部機器動作43として図6(c)に示されるように外部機器11を動作させる。BlockEraseコマンド41−1の終了タイミングt2の後、リーダライタ13は無線周波数連続波CWを送信しており、RFIDタグIC10はこの無線周波数連続波CWから抽出した電源電力で動作する。またRFIDタグIC10は、外部機器11にこの電源電力の一部を供給し、外部機器11を駆動する。RFIDタグIC10が受信する受信電力は図6(d)に示されている。
In response to the BlockErase command 41-1 that requests the external device operation, the
図3の場合と異なり図6に示す動作においては、RFIDタグIC10が、最大許容時間(例えば20ms)内に外部機器11からのデータ44を取得できず、外部機器動作43が終了しない。そのため、RFIDタグIC10は、BlockEraseコマンド41−1からの経過時間が最大許容時間以内であるタイミングt3において、図6(b)に示されるようにエラーコード45−1を返信する。このように、RFIDタグIC10は、最大許容時間内にデータ44を外部機器11から受け取った場合には成功裡の動作終了を示す第1の返信を送信するが、最大許容時間内にデータ44を外部機器11から受け取らない場合には、エラーコードを返信する。なおRFIDタグIC10からのエラーコード45−1の送信が最大許容時間内である必要があるので、RFIDタグIC10はある程度の余裕を見てデータ不受領を判断し、エラーコード送信処理を実行することになる。
Unlike the case of FIG. 3, in the operation shown in FIG. 6, the
このエラーコードとしては、リーダライタ13とRFIDタグIC10との間で予め所定のコードを取り決めておき、この指定のコードを内容とするエラーコードを送信する。リーダライタ13は、この指定のエラーコードを受信すると、BlockEraseコマンドを再送するように動作する。このようにして、エラーコード送信により、リーダライタ13に対してBlockEraseコマンドの再度の送信を促し、データ待ち時間を延長させることが可能となる。
As this error code, a predetermined code is determined in advance between the reader /
エラーコード45−1に応答して、リーダライタ13が、図6(a)に示されるようにタイミングt4においてBlockEraseコマンド41−2を送信する。RFIDタグIC10は、新たに受信したBlockEraseコマンド41−2に応答して、最大許容時間と比較する対象となる経過時間を、新たに受信したコマンド受信からの経過時間として新たに計測し始める。このようにして、RFIDタグIC10は、最大許容時間を新たに設定することになる。
In response to the error code 45-1, the reader /
図6に示す動作例においては、このBlockEraseコマンド41−2受信後からの最大許容時間内においても、RFIDタグIC10は外部機器11からのデータ44を取得できず、外部機器動作43が終了しない。そのため、RFIDタグIC10は、BlockEraseコマンド41−2からの経過時間が最大許容時間以内であるタイミングt5において、エラーコード45−2を返信する。これに応答して、リーダライタ13が、タイミングt6においてBlockEraseコマンド41−3を送信する。このエラーコードの返信及びBlockEraseコマンドの送信は何回繰り返されてもよい。
In the operation example shown in FIG. 6, the
なおRFIDタグIC10は、外部機器動作43の最中にエラーコード返信やコマンド受信の動作を実行することになるが、これらの動作の時間的長さは十分短いために電力不足は問題とならない。問題になる場合には、必要に応じて返信や受信動作時に外部機器11の動作を停止させる等の対策を講じてよい。
The
その後、例えば温度センサによる温度測定等の外部機器動作43により、外部機器11が例えば温度データ等のデータ44を取得する。RFIDタグIC10は、外部機器動作43の終了後に、タイミングt7において第1の返信45−3を送信する。この第1の返信45−3は、コマンドが成功裡に終了したことを示す返信であり、図3に示す動作における第1の返信35と同様である。
Thereafter, the external device 11 acquires data 44 such as temperature data, for example, by an
リーダライタ13は、第1の返信45−3に応答して、タイミングt8においてReadコマンド42を送信する。Readコマンド42は、図3の動作例におけるReadコマンド32と同様である。
In response to the first reply 45-3, the reader /
RFIDタグIC10は、Readコマンド42に応答して、第2の返信46を送信する。第2の返信46は返信データ47を含む。返信データ47は、RFIDタグIC10が不揮発メモリ部26からデータ44を読み出し、読み出したデータを第2の返信46に含めたものである。返信データ47はデータ44と等しくてよい。第2の返信46は、ヘッダ、返信データ、RFIDタグIC10のID、及びCRCを含んでよい。
The
以上のようにして、RFIDタグIC10は、最大許容時間内に外部機器11からデータを受信できない場合にはエラーコードを返信し、エラーコード返信後に新たに受信した第1のコマンドを開始タイミングとして最大許容時間を新たに設定する。RFIDタグIC10は、新たに設定した最大許容時間内にデータを外部機器11から受け取った場合に第1の返信を送信し、最大許容時間内にデータを外部機器11から受け取らない場合にはエラーコードを返信する。このようにして、RFIDタグIC10は、外部機器11からデータを取得するまで、リーダライタ13にデータ受信を待たせることが可能となる。
As described above, when the
図7は、外部機器からデータ取得する際にリーダライタ13が実行する動作の変形例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、リーダライタ13内のプロセッサ等の制御回路による制御下において、リーダライタ13に内蔵される種々の電子回路が動作することにより実行されてよい。
FIG. 7 is a flowchart showing a modification of the operation executed by the reader /
図7に示す処理手順において、ステップS21乃至S24及びステップS26乃至S28は、図4に示す処理手順のステップS1乃至S4及びステップS5乃至S7と同一であり、説明を省略する。図7に示す処理手順では、ステップS25が設けられていることが、図4に示す処理手順と異なる。 In the processing procedure shown in FIG. 7, steps S21 to S24 and steps S26 to S28 are the same as steps S1 to S4 and steps S5 to S7 of the processing procedure shown in FIG. The processing procedure shown in FIG. 7 differs from the processing procedure shown in FIG. 4 in that step S25 is provided.
外部機器向けのコマンドに対する返信を受信すると、ステップS25において、リーダライタ13は、返信内容が所定のエラーコードであるか否かを判断する。返信内容が所定のエラーコードである場合、処理はステップS21に戻り、リーダライタ13はBlockEraseコマンドを再度送信する。返信内容が所定のエラーコードでなく第1の返信である場合、処理はステップS26に進み、リーダライタ13はReadコマンドを送信する。
When a reply to the command for the external device is received, in step S25, the reader /
図8は、外部機器からデータ取得する際にRFIDタグIC10が実行する動作の変形例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、RFIDタグIC10の信号処理部24による制御下において、RFIDタグIC10の各部が動作することにより実行されてよい。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a modification of the operation performed by the
図8に示す処理手順において、ステップS31乃至S34、ステップS36、及びステップS37は、図5に示す処理手順のステップS11乃至S14、ステップS19、及びステップS20と同一であり、説明を省略する。図8に示す処理手順では、図5に示す処理手順と異なり、図5のステップS15乃至S18の代わりに、ステップS35の外部機器駆動動作を実行している。このステップS35の外部機器駆動動作は、図9に示されている。 In the processing procedure shown in FIG. 8, steps S31 to S34, step S36, and step S37 are the same as steps S11 to S14, step S19, and step S20 of the processing procedure shown in FIG. In the processing procedure shown in FIG. 8, unlike the processing procedure shown in FIG. 5, the external device driving operation in step S35 is executed instead of steps S15 to S18 in FIG. The external device driving operation in step S35 is shown in FIG.
図9は、図8に示されるステップS35の外部機器駆動動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、RFIDタグIC10の信号処理部24による制御下において、RFIDタグIC10の各部が動作することにより実行されてよい。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the external device driving operation in step S35 shown in FIG. The processing of this flowchart may be executed by the operation of each unit of the
ステップS41において、RFIDタグIC10は、電力外部供給を開始する。即ち、電源生成部21の生成した電力が、電力外部供給部22を介して外部に供給される。
In step S41, the
ステップS42において、RFIDタグIC10は、外部機器11の動作が完了したか否かを判断する。動作が完了していない場合、処理はステップS43に進む。
In step S42, the
ステップS43において、RFIDタグIC10は、BlockEraseコマンドを受信してから時間Tmaxが経過したか否かを判断する。時間Tmaxが経過していない場合、処理はステップS42に戻り、以降の処理を繰り返す。時間Tmaxが経過した場合、処理はステップS44に進む。
In step S43, the
ステップS44において、RFIDタグIC10はエラーコードを送信する。なおこのエラーコードの送信が、RFIDタグIC10によるBlockEraseコマンドの受信から最大許容時間以内である必要がある。従って、上記の時間Tmaxは、エラーコード送信の準備及び実際の送信処理にかかる時間を考慮して、当該最大許容時間よりもある程度短い時間に設定しておいてよい。
In step S44, the
ステップS45において、RFIDタグIC10は、リーダライタ13がエラーコードに応答して送信したBlockEraseコマンドを受信する。この後処理はステップS42に戻り以降の処理を繰り返す。ステップS42において、外部機器11の動作が完了したと判定された場合、処理はステップS46に進む。
In step S45, the
ステップS46において、RFIDタグIC10は、外部機器11からデータを取得する。RFIDタグIC10は、取得したデータを内部の不揮発メモリ部26に格納してよい。ステップS47において、RFIDタグIC10は、電力外部供給を終了する。即ち、RFIDタグIC10は、ステップS46でのデータ取得に応答して、電力外部供給部22からの外部への電力供給を終了させる。ステップS48において、RFIDタグIC10は、終了サインを返信する。即ち、RFIDタグIC10は、テータを問題なく取得し外部機器11の動作が終了すると、処理が成功裡に完了したことを示す第1の返信を送信する。
In step S <b> 46, the
以上の説明では、第1のコマンドの例としてBlockEraseコマンドを用いた場合のデータ取得動作の手順の一例を説明したが、Delayed Tag replyを用いたEPC仕様の他のコマンドを用いた場合も、同様の手順によりデータ取得動作を実現できる。前述のように、第1のコマンドは、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定可能であり、且つ、第1のコマンド受信後から最大許容時間内において第1のコマンドに応答する第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドであればよい。そのようなコマンドは、UHF規格であるEPC仕様以外の他の仕様においても存在する。例えばHFの規格において、Write single blockやWrite multiple blocks等のコマンドにおいては、最大許容時間として20msが指定されており、この最大許容時間内の選択したタイミングで返信側が返信してよい。この返信時間は、T1+Tc×4096×nと規定されている。ここでT1はリーダライタが送信したコマンドの最後のEOF(End Of Frame)をRFIDタグが受信し終わってから、RFIDタグが応答を返信し始めるまでの時間であり、Tcは搬送波の周期であり、nは任意の整数である。RFIDタグがnの値を自由に選択することができる。 In the above description, an example of the procedure of the data acquisition operation when the BlockErase command is used as an example of the first command has been described. However, the same applies to the case where another command of the EPC specification using the Delayed Tag reply is used. The data acquisition operation can be realized by this procedure. As described above, the first command can designate the external device access by the command parameter, and the first command responding to the first command within the maximum allowable time after receiving the first command. Any command can be used as long as the reply side can select the timing to be performed. Such a command exists also in specifications other than the EPC specification which is a UHF standard. For example, in the HF standard, in commands such as Write single block and Write multiple blocks, 20 ms is specified as the maximum allowable time, and the reply side may reply at a selected timing within the maximum allowable time. This reply time is defined as T1 + Tc × 4096 × n. Here, T1 is the time from when the RFID tag finishes receiving the last EOF (End Of Frame) of the command transmitted by the reader / writer until the RFID tag starts returning a response, and Tc is the period of the carrier wave. , N is an arbitrary integer. The RFID tag can freely select the value of n.
図10はHFの規格の場合において外部機器からデータ取得する際にRFIDタグIC10が実行する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、RFIDタグIC10の信号処理部24による制御下において、RFIDタグIC10の各部が動作することにより実行されてよい。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of operations performed by the
図10に示す処理手順において、ステップS52乃至S57及びステップS60は、図5に示す処理手順のステップS12乃至S17及びステップS20と同一であり、説明を省略する。図10に示す処理手順では、ステップS51、S58、及びS59が図5に示す処理手順と異なる。以下に、図5とは異なるこれらのステップS51、S58、及びS59における動作について説明する。 In the processing procedure shown in FIG. 10, steps S52 to S57 and step S60 are the same as steps S12 to S17 and step S20 of the processing procedure shown in FIG. In the processing procedure shown in FIG. 10, steps S51, S58, and S59 are different from the processing procedure shown in FIG. Hereinafter, operations in steps S51, S58, and S59 different from those in FIG. 5 will be described.
ステップS51では、RFIDタグIC10は、Write single blockコマンドを受信する。このWrite single blockは、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定可能であり、且つ、最大許容時間内においてコマンドに応答する第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。RFIDタグIC10は、この受信コマンドに応じて、不揮発メモリ部26への書き込み動作又は外部機器11への電力供給動作を開始する。
In step S51, the
ステップS58において、RFIDタグIC10は、終了サインを返信する。即ち、RFIDタグIC10は、テータを問題なく取得し外部機器11の動作が終了すると、処理が成功裡に完了したことを示す第1の返信を送信する。この際、RFIDタグIC10は、HF規格に規定されている返信タイミング(T1+Tc×4096×n)にしたがって終了サインを返信する。
In step S58, the
ステップS59において、RFIDタグIC10は、Read single blockコマンドを受信する。このコマンドは1つのブロックを読み出すコマンドである。その後、ステップS60において、RFIDタグIC10は、Read single blockに応答して、外部機器11から取得したデータを返信する。
In step S59, the
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible within the range as described in a claim.
10 RFIDタグIC
11 外部機器
12 アンテナ
13 リーダライタ
21 電源生成部
22 電力外部供給部
23 信号送受信部
24 信号処理部
25 外部I/F処理部
26 不揮発メモリ部
10 RFID tag IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (8)
前記電源電力を外部機器に供給する電力外部供給部と、
前記アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、
前記信号送受信部で受信した第1のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して前記外部機器を前記電源電力で動作させ、前記外部機器からデータを受け取り前記外部機器の動作が終了すると前記第1のコマンドに対する第1の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記第1のコマンドの後に受信した第2のコマンドに応答して前記データを含む第2の返信を前記信号送受信部に送信させる処理部と、
を含み、前記第1のコマンドは、前記第1のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである、電子回路。 A power generation unit that generates power from electromagnetic waves received via an antenna;
A power external supply unit for supplying the power to the external device;
A signal transmitting and receiving unit for transmitting and receiving signals via the antenna;
When an external device operation is selected according to the parameter of the first command received by the signal transmission / reception unit, the external device is operated with the power supply power, data is received from the external device, and the operation of the external device ends. A first reply to the first command is transmitted to the signal transmission / reception unit, and a second reply including the data is transmitted to the signal transmission / reception unit in response to a second command received after the first command. A processing unit to be
And the first command is a command that allows a reply side to select a timing for performing the first reply within a maximum allowable time after receiving the first command.
少なくとも1つのRFIDタグICと、
前記RFIDタグに接続された外部機器と
前記RFIDタグICに接続されたアンテナと、
を含み、
前記リーダライタは、前記外部機器からのデータを取得するために第1のコマンドを最初に送信し、前記第1のコマンドに応答して前記RFIDタグが送信した第1の返信に応答して第2のコマンドを送信し、
前記RFIDタグICは、
前記アンテナを介して受信した電磁波から電源電力を生成する電源生成部と、
前記電源電力を前記外部機器に供給する電力外部供給部と、
前記アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、
前記信号送受信部で受信した前記第1のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して前記外部機器を前記電源電力で動作させ、前記外部機器からデータを受け取り前記外部機器の動作が終了すると前記第1のコマンドに対する前記第1の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記第1のコマンドの後に受信した前記第2のコマンドに応答して前記データを含む第2の返信を前記信号送受信部に送信させる処理部と、
を含み、前記第1のコマンドは、前記第1のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである、RFIDシステム。 With reader / writer,
At least one RFID tag IC;
An external device connected to the RFID tag, an antenna connected to the RFID tag IC,
Including
The reader / writer first transmits a first command to acquire data from the external device, and responds to a first reply transmitted by the RFID tag in response to the first command. Send 2 command,
The RFID tag IC is
A power generation unit that generates power from the electromagnetic wave received via the antenna;
A power external supply section for supplying the power supply power to the external device;
A signal transmitting and receiving unit for transmitting and receiving signals via the antenna;
When an external device operation is selected according to the parameter of the first command received by the signal transmission / reception unit, the external device is operated with the power supply power, data is received from the external device, and the operation of the external device is completed. The signal transmission / reception unit transmits the first reply to the first command, and the signal transmission / reception includes a second reply including the data in response to the second command received after the first command. A processing unit to be transmitted to the unit,
And the first command is a command that allows a reply side to select a timing for performing the first reply within a maximum allowable time after receiving the first command.
前記第1のコマンドに応じて、RFIDタグが前記リーダライタからの受信電力により前記外部機器を動作させ、
前記外部機器からデータを取得して前記外部機器の動作が終了すると前記RFIDタグが前記第1のコマンドに対する第1の返信を送信し、
前記第1の返信に応答して第2のコマンドを前記リーダライタから送信し、
前記第2のコマンドに応答して前記データを前記RFIDタグから送信する
各段階を含み、前記第1のコマンドは、前記第1のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第1の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである、RFIDシステムのデータ取得方法。 Send the first command from the reader / writer specifying the external device access by the command parameter,
In response to the first command, the RFID tag operates the external device with the received power from the reader / writer,
When the external device acquires data from the external device and completes the operation of the external device, the RFID tag transmits a first reply to the first command,
In response to the first reply, a second command is transmitted from the reader / writer,
Each step of transmitting the data from the RFID tag in response to the second command, wherein the first command returns the first reply within a maximum allowable time after receiving the first command. A data acquisition method of an RFID system, which is a command that allows a reply side to select a timing.
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